Загальні поняття. Терміни, визначення

Метрологія(з грецької — вчення про міри) — це галузь фізики, основним завданням якої є ви­вчення методів і засобів вимірювань, розроблен­ня систем одиниць фізичних величин, їх відтво­рення, оцінки похибок вимірювання, передаван­ня значень одиниць фізичних величин (ФВ) від еталонів до робочих засобів вимірювання та кон­тролю. З кінця XIX ст. метрологія перетворила­ся з описової в експериментальну науку. Сього­дні вона охоплює всі види вимірювань (механіч­них, електричних, теплових, світлових, акусти­чних, іонізаційних тощо).

Широка стандартизація методів і засобів ви­мірювання дала змогу створити системи націо­нальних (державних) і міжнародних організацій та установ, які забезпечують і контролюють єд­ність вимірювання для всіх країн, що є членами перелічених організацій та установ.

Вимірюваннямназивають процес порівняння ФВ з ФВ, прийня­тою та затвердженою компетентним органом як еталон одиниці. Вимірювання — це відображення ФВ їх значеннями шляхом екс­перименту та обчислень із застосуванням спеціальних технічних засобів. Значення ФВ, яке ідеально відображає певну властивість об'єкта, називають істинним, а визначене за допомогою експери­менту — умовно істинним. Часто немає необхідності визначати істинне значення ФВ, наприклад, під час контролю відповідності невідомої ФВ граничним значенням (розмірам, масам тощо). Для цього достатньо визначити знаходження заданої ФВ у середині області Т, наприклад, у межах між граничними її значеннями.

Прикладом таких засобів контролю лінійних і кутових вели­чин є нормальні та граничні калібри, шаблони, пристрої для сор­тування виробів за розмірами заданих поверхонь, маси тощо.

Нормативною основою метрологічного забезпечення єдності ви­мірювання є міжнародна система одиниць SIта стандарти єдиної системи метрології (ДСТУ 3651-97; ДСТУ 2682-94). Є сім основ­них одиницьФВ у системі SI :

- для довжини — метр (м);

- маси — кілограм (кг);

- часу — секунда (с);

- сили електричного струму — ампер (А);

- термодинамічної температури — кельвін (К);

- сили сві­тла — канделла (кд);

- кількості речовини — моль (моль).

Додат­ковими одиницямиSIє радіан (рад) і стерадіан (ср), призначені для вимірювання відповідно плоского та тілесного кутів.

Похідні одиниціSIотримують за допомогою рівнянь зв'язку між ФВ. Наприклад, одиницею сили є ньютон (Н), який дорівнює кГ · м · с^-2; одиницею тиску є паскаль (Па), який дорівнює Н · м^-2тощо.

Для позначення кратних (помножених на 10 у степені цілих додатних чисел) і часткових (поділених на 10 у степені цілих до­датних чисел чи помножених на 10 у степені цілих від'ємних чисел) долучають такі префікси до основних одиниць:

екса (Е) — 10¹⁸; санти (с) — 10^-1;

пета (П) — 10¹⁵; мілі (м) — 10^-2;

тера (Т) — 10¹²; мікро (мк) — 10^-3;

гіга (Г) — 10⁹; нано (н) — 10^-9;

мега (М) — 10⁶; піко (п) — 10^-12;

кіло (к) — 10³; фемто (ф) — 10^-15;

гекто — 10²; атто (а) — 10 ^-18.

Наприклад, одна тисячна частка метра є 1 мм, а одна мільйонна частка метра — 1 мкм.

Під єдністю вимірюваннярозуміють такий стан, за якого ре­зультати виражені в узаконених одиницях вимірювання, а похиб­ки вимірювання не виходять за встановлені межі.

Контролемназивають процес порівняння, метою якого є ви­значення відповідності виробів заданим параметрам. Виріб вва­жають придатним, якщо його контрольований параметр перебуває у межах допускних граничних величин. Результатом контролю є тільки якісна оцінка виробу, а не кількісна, яку можна отримати лише внаслідок вимірювання

Рис. 4.1. Державна метрологічна система

Державна метрологічна система (рис. 4.1) зобов'язана забез­печувати єдність вимірювань у державі та спрямована на реаліза­цію єдиної технічної політики в галузі метрології; захист громадян і національної економіки від наслідків недостовірних результатів вимірювань; економію всіх видів матеріальних ресурсів; підвищен­ня рівня фундаментальних досліджень і наукових розробок; забез­печення якості й конкурентоспроможності вітчизняної продукції; створення науково-технічних, нормативних та організаційних ос­нов забезпечення єдності вимірювань.